Dabiskas cirkulācijas apkures sistēma: kopīgas ūdens kontūru konstrukcijas

Autonoma gravitācijas tipa apkures tīkla būvniecību izvēlas, ja nav nepraktiski un dažreiz pat neiespējami uzstādīt cirkulācijas sūkni vai izveidot savienojumu ar centralizētu barošanas avotu.

Šāda sistēma ir lētāk uzstādīta un pilnīgi neatkarīga no elektrības. Tomēr tā veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no konstrukcijas precizitātes.

Lai apkures sistēma ar dabisko cirkulāciju darbotos nevainojami, ir jāaprēķina tās parametri, pareizi jāinstalē komponenti un pamatoti jāizvēlas ūdens kontūra. Mēs palīdzēsim atrisināt šos jautājumus.

Mēs aprakstījām galvenos gravitācijas sistēmas principus, deva padomus par cauruļvada izvēli, ieskicējām shēmas montāžas un darba mezglu izvietošanas noteikumus. Īpašu uzmanību mēs pievērsām viencauruļu un divcauruļu apkures loku projektēšanai un darbībai.

Dabiskā cirkulācijas procesa principi

Ūdens kustības process apkures lokā, neizmantojot cirkulācijas sūkni, notiek dabisko fizikālo likumu dēļ.

Izpratne par šo procesu būtību ļaus jums kompetenti projektēt apkures sistēmu tipiskiem un nestandarta gadījumiem.

Hidrostatiskā spiediena maksimālā atšķirība

Jebkura dzesēšanas šķidruma (ūdens vai antifrīza) galvenais fiziskais īpašums, kas veicina tā kustību gar kontūru dabiskās cirkulācijas laikā, ir blīvuma samazināšanās, palielinoties temperatūrai.

Karstā ūdens blīvums ir mazāks nekā auksts, un tāpēc ir atšķirība siltā un aukstā šķidruma kolonnas hidrostatiskajā spiedienā. Auksts ūdens, kas tek uz leju līdz siltummainim, karsto ūdeni izspiež caurulē.

Ūdens virzošais spēks ķēdē dabiskās cirkulācijas laikā ir hidrostatiskā spiediena starpība starp aukstajām un karstajām šķidruma kolonnām

Mājas apkures loku var iedalīt vairākos fragmentos. Ūdens tiek virzīts augšup pa “karstajiem” fragmentiem un uz leju pa “aukstajiem” fragmentiem. Fragmentu robežas ir apkures sistēmas augšējais un apakšējais punkts.

Galvenais izaicinājums modelēšanā dabiskās cirkulācijas sistēmasūdenim ir jāpanāk maksimālā iespējamā starpība starp šķidruma kolonnas spiedienu “karstā” un “aukstā” fragmentos.

Ūdens ķēdes elements, kas ir klasisks dabiskajai cirkulācijai, ir paātrinājuma kolektors (galvenais stāvvads) - vertikāla caurule, kas virzīta uz augšu no siltummaiņa.

Paātrinājuma kolektoram jābūt maksimālai temperatūrai, tāpēc tas ir izolēts visā tā garumā. Lai gan, ja kolektora augstums nav liels (kā vienstāvu mājām), izolāciju veikt nevarat, jo tajā esošajam ūdenim nebūs laika atdzist.

Parasti sistēma ir veidota tā, lai paātrinājuma kolektora augšējais punkts sakristu ar visas ķēdes augšējo punktu. Viņi uzstādīja izeju uz atvērts tvertnes paplašinātājs vai ventilācijas vārsts, ja tiek izmantota membrānas tvertne.

Tad ķēdes “karstā” fragmenta garums ir minimālais iespējamais, kas noved pie siltuma zudumu samazināšanās šajā jomā.

Vēlams arī, lai ķēdes “karstais” fragments netiktu apvienots ar garu sekciju, kas pārvadā atdzesētu dzesēšanas šķidrumu. Ideālā gadījumā ūdens kontūras apakšējais punkts sakrīt ar siltummaiņa apakšējo punktu, kas ievietots sildīšanas ierīcē.

Jo zemāks katls atrodas apkures sistēmā, jo zemāks ir šķidruma kolonnas hidrostatiskais spiediens ķēdes karstajā fragmentā

Ūdens kontūras “aukstajam” segmentam ir arī savi noteikumi, kas palielina šķidruma spiedienu:

• jo vairāk siltuma zudumu siltumtīklu sadaļā “auksts”, jo zemāka ir ūdens temperatūra un jo lielāks tā blīvums, tāpēc sistēmu ar dabisko cirkulāciju darbība ir iespējama tikai ar ievērojamu siltuma pārnesi;
• jo lielāks ir attālums no ķēdes apakšas līdz radiatora savienojumam, jo lielāks ir ūdens staba sekcija ar minimālo temperatūru un maksimālo blīvumu.

Lai nodrošinātu atbilstību pēdējam noteikumam, bieži mājas plātnē vai katlā tiek uzstādīta plīts vai katls, piemēram, pagrabā. Šis katla izkārtojums nodrošina maksimālo iespējamo attālumu starp zemāko radiatoru līmeni un ūdens iekļūšanas vietu siltummainī.

Tomēr augstumam starp ūdens kontūras apakšējo un augšējo punktu dabiskās cirkulācijas laikā nevajadzētu būt pārāk lielam (praksē ne vairāk kā 10 metri). Cepeškrāsns vai katls, tiek uzkarsēts tikai siltummainis un paātrinājuma kolektora apakšējā daļa.

Ja šis fragments ir nenozīmīgs attiecībā pret visu ūdens kontūras augstumu, spiediena kritums kontūra “karstajā” fragmentā būs nenozīmīgs un cirkulācijas process nesāksies.

Dabiskas cirkulācijas sistēmu izmantošana divstāvu ēkās ir pamatota, un lielākiem stāviem būs nepieciešams cirkulācijas sūknis

Ūdens kustības pretestības samazināšana

Projektējot sistēmu ar dabisko cirkulāciju, ir jāņem vērā dzesēšanas šķidruma ātrums visā ķēdē.

Pirmkārtjo lielāks ātrums, jo ātrāk notiek siltuma pārnese caur sistēmu “katls - siltummainis - ūdens kontūra - apkures radiatori - telpa”.

Otrkārtjo ātrāks ir šķidruma ātrums caur siltummaini, jo mazāka ir iespēja vārīties, kas ir īpaši svarīgi, sildot krāsnis.

Ūdens vārīšana sistēmā var būt ļoti dārga - siltummaiņa demontāžas, remonta un atkārtotas uzstādīšanas izmaksas prasa daudz laika un naudas

Sistēmās apkures piespiedu cirkulācija ūdens ātrums galvenokārt ir atkarīgs no parametriem cirkulācijas sūknis.

Ūdens sildīšanai ar dabisko cirkulāciju ātrums ir atkarīgs no šādiem faktoriem:

• spiediena atšķirības starp kontūras fragmentiem tā apakšējā punktā;
• hidrodinamiskā pretestība apkures sistēma.

Iepriekš tika apspriesti veidi, kā nodrošināt maksimālas spiediena atšķirības. Reālas sistēmas hidrodinamisko pretestību nevar precīzi aprēķināt sarežģīta matemātiskā modeļa un liela skaita ievades datu dēļ, kuru precizitāti ir grūti garantēt.

Neskatoties uz to, ir vispārīgi noteikumi, kuru ievērošana samazinās apkures loka pretestību.

Galvenie ūdens kustības ātruma samazināšanas iemesli ir cauruļu sienu pretestība un sašaurināšanās klātbūtne savienotājelementu vai vārstu klātbūtnes dēļ. Pie neliela caurplūduma sienas pretestība praktiski nav.

Izņēmums ir garas un plānas caurules, kas raksturīgas apkurei ar silta grīda. Parasti tam tiek izdalītas atsevišķas shēmas ar piespiedu cirkulāciju.

Izvēloties cauruļu veidus ķēdei ar dabisko cirkulāciju, sistēmas uzstādīšanas laikā ir jāņem vērā tehnisko ierobežojumu klātbūtne. Tāpēc plastmasas caurules to nav vēlams izmantot dabiskās ūdens cirkulācijas laikā, jo to veidgabali ir savienoti ar ievērojami mazāku iekšējo diametru.

Metāla-plastmasas cauruļu veidgabali nedaudz sašaurina iekšējo diametru un ir nopietns šķērslis ūdens plūsmai zemā spiedienā (+)

Cauruļu izvēles un uzstādīšanas noteikumi

Izvēle starp tēraudu vai polipropilēna caurules ar jebkuru cirkulāciju tas notiek pēc kritērija par to izmantošanu karstajam ūdenim, kā arī no cenas, uzstādīšanas vienkāršības un kalpošanas laika viedokļa.

Stāvvads ir uzstādīts no metāla caurules, jo caur to iziet ūdens ar augstāko temperatūru, un krāsns sildīšanas vai siltummaiņa nepareizas darbības gadījumā ir iespējama tvaika novadīšana.

Ar dabisko cirkulāciju ir jāizmanto nedaudz lielāks caurules diametrs nekā cirkulācijas sūkņa gadījumā. Parasti telpu apsildīšanai līdz 200 kvadrātmetriem. m, paātrinājuma kolektora un caurules diametrs pie atgriešanās siltummaiņa ieejas ir 2 collas.

To izraisa mazāks ūdens ātrums salīdzinājumā ar piespiedu cirkulācijas iespēju, kas rada šādas problēmas:

• samazināta siltuma pārnese laika vienībā no avota līdz apsildāmai telpai;
• aizsērēšana vai gaisa sastrēgumi, kas nevar tikt galā ar nelielu spiedienu.

Īpaša uzmanība, izmantojot dabisko cirkulāciju ar zemāku barošanas ķēdi, jāpievērš problēmai par gaisa noņemšanu no sistēmas. To nevar pilnībā noņemt no dzesēšanas šķidruma caur izplešanās tvertni, kā verdošs ūdens vispirms nonāk ierīcēs uz šosejas, kas atrodas zemāk par sevi.

Piespiedu cirkulācijā ūdens spiediens virza gaisu uz gaisa kolektoru, kas uzstādīts sistēmas augstākajā vietā - ierīcei ar automātisku, manuālu vai pusautomātisku vadību. Izmantojot Mayevsky celtņi Būtībā tiek regulēta siltuma pārnese.

Smaguma sildīšanas tīklos ar padevi, kas atrodas zem ierīcēm, Mayevsky krānus tieši izmanto gaisa atgaisošanai.

Visiem modernajiem sildīšanas radiatoriem ir gaisa izplūdes ierīces, tāpēc, lai novērstu kontaktdakšu veidošanos ķēdē, varat veikt slīpumu, vadot gaisu uz radiatoru

Gaisu var arī izvadīt, izmantojot ventilācijas atveres, kas uzstādītas uz katra stāvvada vai uz gaisvadu līnijas, kas darbojas paralēli sistēmas automaģistrālēm. Iespaidīgā gaisa izplūdes ierīču skaita dēļ gravitācijas ķēdes ar zemāku vadu ir ārkārtīgi reti.

Ar zemu spiedienu neliels gaisa spraudnis var pilnībā apturēt apkures sistēmu. Tātad, saskaņā ar SNiP 41-01-2003, nav atļauts likt apkures sistēmas cauruļvadus bez slīpuma, ja ūdens ātrums ir mazāks par 0,25 m / s.

Ar dabisko cirkulāciju šādi ātrumi nav sasniedzami. Tāpēc, lai palielinātu cauruļu diametru, ir jāievēro nemainīgi slīpumi, lai noņemtu gaisu no apkures sistēmas. Slīpums ir projektēts ar ātrumu 2–3 mm uz 1 metru, daudzdzīvokļu tīklos slīpums sasniedz 5 mm uz horizontālās līnijas lineāro metru.

Padeves slīpums tiek veikts ūdens kustības virzienā tā, lai gaiss virzītos uz izplešanās tvertni vai gaisa atgaisošanas sistēmu, kas atrodas ķēdes augšējā punktā. Lai gan jūs varat veikt pretnovirzi, taču šajā gadījumā tas ir papildus jāiestata ventilācijas vārsts.

Atgriešanās līnijas slīpums, kā likums, tiek veikts atdzesēta ūdens kustības virzienā. Tad ķēdes apakšējais punkts sakrīt ar atgriešanās caurules ieplūdi siltuma ģeneratorā.

Visizplatītākā pieplūdes un atpakaļgaitas cauruļu slīpuma kombinācija, lai noņemtu gaisa slēdzenes no dabiskās cirkulācijas ūdens kontūras

Plkst siltās grīdas uzstādīšana neliels laukums ķēdē ar dabisko cirkulāciju, ir jānovērš gaisa iekļūšana šajās apkures sistēmas šaurās un horizontālās caurulēs. Ir nepieciešams novietot gaisa noņemšanas ierīci siltās grīdas priekšā.

Viencauruļu un divu cauruļu apkures shēmas

Izstrādājot apkures shēmu mājai ar dabisku ūdens cirkulāciju, ir iespējams projektēt gan vienu, gan vairākas atsevišķas shēmas. Tie var ievērojami atšķirties viens no otra. Neatkarīgi no garuma, radiatoru skaita un citiem parametriem tos veic saskaņā ar vienas caurules vai divu cauruļu shēmu.

Vienas līnijas ķēde

Apkures sistēmu, kas izmanto vienu un to pašu cauruli secīgai ūdens padevei radiatoriem, sauc par vienu cauruli. Vienkāršākā vienas caurules iespēja ir apkure ar metāla caurulēm, neizmantojot radiatorus.

Šis ir lētākais un vismazāk problemātiskais mājas apkures risināšanas veids, izvēloties par labu dzesēšanas šķidruma dabiskajai cirkulācijai. Vienīgais būtiskais mīnuss ir apjomīgu cauruļu parādīšanās.

Pie ekonomiskākajiem vienas caurules versija ar sildīšanas radiatoriem karstais ūdens plūst secīgi caur katru ierīci. Šeit jums ir nepieciešams minimālais cauruļu un vārstu skaits.

Kā jūs progresējat dzesēšanas šķidrums atdziest, tāpēc nākamie radiatori iegūst aukstāku ūdeni, kas jāņem vērā, aprēķinot sekciju skaitu.

Vienkāršai viencaurules shēmai (iepriekš) ir nepieciešams minimāls uzstādīšanas darbu un ieguldīto līdzekļu apjoms. Zemāk sniegtā sarežģītākā un dārgākā iespēja ļauj izslēgt radiatorus, neapturot visu sistēmu.

Visefektīvākais veids, kā apkures ierīces savienot ar viencauruļu tīklu, ir diagonāles opcija.

Saskaņā ar šo apkures loku shēmu ar dabisku cirkulācijas veidu karstais ūdens ieplūst radiatorā no augšas, pēc atdzesēšanas tas tiek izvadīts caur cauruli, kas atrodas zemāk. Šādi pārejot, karsēts ūdens izdala maksimālo siltuma daudzumu.

Ar zemāku savienojumu ar akumulatoru - gan ievades cauruli, gan izejas cauruli - ievērojami samazinās siltuma pārnese, jo apsildāmam dzesēšanas šķidrumam jāiet pēc iespējas ilgāk. Ievērojamas dzesēšanas dēļ akumulatori ar lielu sekciju skaitu šādās shēmās netiek izmantoti.

“Leningradka” raksturo iespaidīgi siltuma zudumi, kas jāņem vērā, aprēķinot sistēmu. Tās plus ir tas, ka, lietojot slēgvārstus ieplūdes un izplūdes sprauslās, ierīces var pēc izvēles izslēgt remontam, neapturot apkures ciklu (+)

Apkures loki ar līdzīgu radiatoru savienojumu tiek saukti “Ļeņingradka“. Neskatoties uz atzīmētajiem siltuma zudumiem, tie tiek doti priekšroka dzīvokļu apkures sistēmu sakārtošanā, kas ir saistīts ar cauruļvada estētiskāku izskatu.

Viencauruļu tīklu ievērojams trūkums ir nespēja izslēgt vienu no apkures sekcijām, neapturot ūdens cirkulāciju visā ķēdē.

Tāpēc parasti izmantojiet klasiskās shēmas modernizāciju, uzstādot “apvedceļšLai apietu radiatoru, izmantojot filiāli ar diviem lodveida vārstiem vai trīsceļu vārstu. Tas ļauj pielāgot radiatora ūdens padevi līdz tā pilnīgai izslēgšanai.

Divām vai vairāk stāvu ēkām tiek izmantotas vienas caurules shēmas versijas ar vertikāliem stāvvadiem. Šajā gadījumā karstā ūdens sadalījums ir vienmērīgāks nekā ar horizontāliem stāvvadiem. Turklāt vertikālie stāvvadi ir mazāk izstiepti un labāk iederas mājas interjerā.

Divstāvu telpu sildīšanai, izmantojot dabisko cirkulāciju, tiek veiksmīgi izmantota viencaurules shēma ar vertikālu vadu. Tiek piedāvāta opcija ar iespēju izslēgt augšējos radiatorus.

Atpakaļgaitas opcija

Ja vienu cauruli izmanto karstā ūdens padevei radiatoriem, bet otru - atdzesēta novadīšanai uz katlu vai krāsni, šo apkures shēmu sauc par divu cauruļu. Līdzīga sistēma apkures radiatoru klātbūtnē tiek izmantota biežāk nekā viena caurules.

Tas ir dārgāks, jo tas prasa papildu caurules uzstādīšanu, taču tam ir vairākas nozīmīgas priekšrocības:

• vienmērīgāks temperatūras sadalījums siltumnesējs, kas piegādāts radiatoriem;
• vieglāk veikt aprēķinu radiatoru parametru atkarība no apsildāmās telpas platības un nepieciešamajām temperatūras vērtībām;
• efektīvāka siltuma kontrole katram radiatoram.

Atkarībā no atdzesēta ūdens kustības virziena, samērā karsta, divcauruļu sistēmas sadalīts garāmgājienos un strupceļos. Saistītajās shēmās atdzesēta ūdens kustība notiek tajā pašā virzienā kā karstā, tāpēc cikla garums visai ķēdei sakrīt.

Strupceļa shēmās atdzesēts ūdens virzās uz karstu, tāpēc dažādiem radiatoriem dzesēšanas šķidruma apgriezienu ciklu garumi ir atšķirīgi. Tā kā ātrums sistēmā ir mazs, sildīšanas laiks var ievērojami atšķirties. Tie radiatori, kuros ūdens cikla cikla garums ir īsāks, tiks uzkarsēti ātrāk.

Izvēloties strupceļu un ar to saistītās apkures shēmas, tie galvenokārt balstās uz atgriešanās caurules veikšanas ērtībām

Ir divu veidu acu zīmuļa atrašanās vieta attiecībā pret sildīšanas radiatoriem: augšējais un apakšējais. Ar augšējo savienojumu karstā ūdens padeves caurule atrodas virs radiatoriem, un ar apakšējo savienojumu tā ir zemāka.

Izmantojot apakšējo savienojumu, gaisu var izvadīt caur radiatoriem, un nav nepieciešams turēt caurules virsū, kas ir labi no telpas dizaina viedokļa.

Tomēr bez paātrinājuma kolektora spiediena kritums būs daudz mazāks nekā tad, ja tiek izmantots augšējais pievads. Tāpēc, sildot telpas pēc dabiskas cirkulācijas principa, apakšējo acu zīmuli praktiski neizmanto.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Viencaurules shēmas organizēšana, pamatojoties uz mazas mājas elektrisko katlu:

Divstāvu sistēmas darbs vienstāva koka mājā, kuras pamatā ir ilgstošas ​​degšanas cietā kurināmā katls:

Dabiskās cirkulācijas izmantošana ūdens kustības laikā apkures lokā prasa precīzus aprēķinus un tehniski kompetentu uzstādīšanas darbu. Šajos apstākļos apkures sistēma sildīs privātmājas telpas un atbrīvos īpašniekus no sūkņa trokšņiem un atkarības no elektrības.

Ja jums ir kādi jautājumi par tēmu vai ir vēlme dalīties ar personīgo pieredzi gravitācijas tipa apkures sistēmas organizēšanā un darbībā, lūdzu, atstājiet komentārus par šo rakstu. Atgriezeniskās saites lodziņš atrodas zemāk.